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高中一年级生物

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    下列实验中,实验材料始终保持生物活性的是
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    A.观察植物细胞的质壁分离与复原
    B.叶绿体中色素的提取和分离
    C.观察DNA和RNA在细胞中的分布
    D.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
    本题信息:2010年河北省期末题生物单选题难度一般 来源:李静
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本试题 “下列实验中,实验材料始终保持生物活性的是[ ]A.观察植物细胞的质壁分离与复原B.叶绿体中色素的提取和分离C.观察DNA和RNA在细胞中的分布D.观察根尖分生组...” 主要考查您对

实验:观察DNA和RNA在细胞中的分布

细胞的吸水和失水

实验:绿叶中色素的提取和分离

实验:观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

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  • 实验:观察DNA和RNA在细胞中的分布
  • 细胞的吸水和失水
  • 实验:绿叶中色素的提取和分离
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观察DNA和RNA在细胞中的分布:

1、实验原理的分析
(1)染色:甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿与DNA的亲和力强,吡罗红与RNA的亲和力强,即甲基绿+DNA一呈现绿色,吡罗红+RNA—呈现红色。利用甲基绿吡罗红混合染色剂对细胞染色,可显示DNA和RNA在细胞中的分布。
(2)水解:盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。

2、实验步骤


3、实验结果及结论:
现象 结论
绿色明显集中且接近细胞中央 DNA主要分布于细胞核中
绿色周围的红色范围较广 DNA主要分布于细胞核中


知识点拨:

1、结果就是细胞核是绿色,细胞质是红色,得出结论DNA主要分布在细胞核,RNA主要分布在细胞质。
2、染色时用盐酸作用细胞之后细胞死亡。


观察DNA和RNA在细胞中的分布:

存在 主要在细胞核中 主要在细胞质中
一般结构 苷酸链构成两条脱氧核 苷酸链构成一条核糖核
功能 携带遗传信息,对生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成有重要作用

知识拓展:

1、DNA、RNA和蛋白质均存在物种特异性,可作为鉴别不同物种的依据。

2、DNA主要分布在细胞核中,但线粒体和叶绿体也含有少量DNA;RNA主要分布在细胞质中,细胞核、线粒体和叶绿体中也有少量分布。

3、实验中如发现染色较浅不易观察,可能的原因:
(1)水解不充分,染液不易进入细胞;
(2)冲洗不彻底,残留的盐酸会影响染色;
(3)也可能是染液配制不好,要现用现配。

例:在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,下列操作正确的是()
A染色时先用甲基绿染液染色,再滴加吡罗红染液
B.将涂片用质量分数为8%的盐酸处理后,接着用染色剂染色
C.观察时应选择染色均匀、色泽较浅的区域
D.先用低倍镜找到较清晰的细胞,然后换用高倍镜观察
答案C
细胞的吸水与失水:

1、渗透作用:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
2、发生渗透作用的条件:具半透膜,两侧溶液具有浓度差。
3、植物细胞的吸水与失水
(1)植物细胞就相当于渗透装置。
  
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,相当于半透膜。
(2)植物细胞通过渗透作用吸水和失水。
植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
质壁分离复原的原理:当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
4、动物细胞的吸水和失水
(1)细胞膜相当于半透膜,浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。
(2)水分子是顺相对含量的梯度进出动物细胞的。
①外界溶液浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分子进出细胞处于动态平衡。




知识点拨:

1、细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。
2、植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡不能发生渗透作用,只能依靠吸胀作用吸水。
3、植物细胞的吸水和失水:
①渗透作用:是指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。渗透吸水是指由于溶质势的下降而引起的细胞吸水。含有液泡的细胞吸水,如根系吸水、气孔开闭时的保卫细胞吸水主要为渗透吸水。
②吸涨吸水:指依赖于低衬质势而引起的吸水。对于无液泡的分生组织和干燥种子来说,衬质势是细胞水势的主要成分。亲水胶体吸引水分子的力量称为吸胀力,亲水胶体吸水膨胀的现象叫吸胀作用。细胞吸胀力的大小,取决于衬质势的高低。干燥种子衬质势常低于-10MPa,有的甚至达到-100MPa,所以吸胀吸水就很容易发生。当种子吸水后,衬质势很快上升。如将种子放在纯水中,当种子吸水达到最大程度时,衬质势为0。由于吸胀过程与细胞的代谢活动没有直接关系,所以又把吸胀吸水称为非代谢性吸水。
③降压吸水是指由于压力势降低而引发的细胞吸水。如蒸腾旺盛时,木质部导管和叶肉细胞的细胞壁都因失水而收缩,使压力势降低,从而引起这些细胞水势下降而吸水。链接“植物细胞间的水分移动”
4、植物根系对水分的吸收:
①植物根系吸水的部位:根系吸水的部位主要在根的尖端,从根尖开始向上约10mm的范围内,包括根冠、根毛区、伸长区和分生区,其中以根毛区的吸水能力最强。
②植物根部吸水的途径:植物根部吸水主要通过根毛、皮层、内皮层,再经中柱薄壁细胞进入导管。水分在根内横向运输有质外体和共质体两条途径。
5、根系吸水的机理根据植物根部的吸水动力的不同可分为两类:主动吸水和被动吸水。
①主动吸水:由植物根系生理活动而引起的吸水过程称为主动吸水,它与地上部分的活动无关。根的主动吸水主要反映在根压上。所谓根压,是指由于植物根系生理活动而促使根部吸收水分并使液流从根部上升的压力。大多数植物的根压为0.10~0.2MPa,有些木本植物可达0.6~0.7MPa。伤流和吐水是证明根压存在的两种现象。
②被动吸水:植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程称为被动吸水。所谓蒸腾拉力(teanspirationlpull)是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。但叶片蒸腾时,气孔下腔周围细胞的水以水蒸气形式扩散到水势低的大气中,从而导致叶片细胞水势下降,这样就产生了一系列相邻细胞间的水分运输,使叶导管失水,压力势下降,造成根冠间导管的压力梯度,使根导管中的水分向上运输,其结果造成根部细胞水分亏缺,水势降低,向土壤吸水。
细胞吸水和失水的原理的应用:

1、对农作物的合理灌溉,既满足了作物对水分的需要,同时也降低了土壤溶液的浓度,有利于水分的吸收。
2、盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象,都是因为土壤溶液浓度过高,甚至超过了根细胞液浓度,导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。
3、糖渍、盐渍食品不易变质的原因,是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液,使微生物不能在其中生存和繁殖,所以能较长时间的保存。

绿叶中色素的提取和分离:

1.原理
(1)各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液,使色素从生物组织中脱离出来。
(2)各种色素都能溶解在层析液中,但在层析液中的溶解度不同。溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而不同色素可以在滤纸上通过扩散分开,各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。
2.实验过程
 
观察结果:滤纸条上色素带有四条,由上到下分别是胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b,
如图


实验要点及注意事项:

1、实验中几种化学药品的作用
①加入少量SiO2,可破坏细胞结构,使研磨更充分,便于色素完全释放。
②加入少量CaCO3,,可以中和细胞内的有机酸,防止有机酸夺取叶绿素中的镁离子使叶绿素破坏,从而起到保护色素的作用。但SiO2.和CaCO3的加入量要少,否则滤液杂质多、混浊、颜色浅,实验效果差。 2、实验成功的关键
①叶片要新鲜,颜色要深绿,保证色素的含量。
②研磨要迅速充分。叶绿素不稳定,易被破坏,时间过长或研磨不充分都会导致色素的量太少而使实验失败。
③滤液细线不仅要求细、直、均匀,而且要求含有较多的色素(可以重复画二至三次)。
④滤液细线不能触及层析液,否则色素溶解到层析液中,将得不到清晰的色素带。
3、注意事项
①制备滤纸条时,要剪去两角,这样可以减小边缘效应,使色素在滤纸上扩散均匀,便于观察实验结果。 ②收集滤液后,要及时用棉塞将试管口塞紧,防止滤液挥发。

4、滤纸条上的滤液细线,不能触及层析液的原因:滤纸条上的滤液细线如触及层析液,滤纸上的叶绿体色素就会溶解在层析液中,实验就会失败。
5、提取和分离叶绿体色素的关键:
(1)提取叶绿体色素的关键是:①叶片要新鲜、浓绿;②研磨要迅速、充分;③滤液收集后,要及时用棉塞将试管口塞紧,以免滤液挥发。
(2)分离叶绿体色素的关键是:①是滤液细线要细且直,而且要重复划几次;②是层析液不能没及滤液线。
6、收集到的色素滤液绿色过浅,可能原因如下:
①未加二氧化硅,研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)太少,绿色过浅。
③一次加入大量的95%的乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量95%的乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少导致色素分子被破坏。
7、如果滤纸条色素带重叠,原因可能是滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
知识拓展:

实验创新:本实验中的长条滤纸可以改为圆形滤纸,在滤纸的中央滴一滴滤液,然后用一根浸有层析液的棉线的一端垂直接触滤液的中必位置,会得到近似同心的四个色素环,由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。
例  以“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,下列描述正确的是(  )
A.将5g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨
B.用毛细吸管吸取少量滤液;沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画2~3次
C.把画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散
D.色素分子是有机物,不溶于水,所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
答案D
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂:

一.实验目的:
(1)制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片
(2)观察植物细胞有丝分裂的过程,识别有丝分裂的不同时期,比较细胞周期不同时期的时间长短。
(3)绘制植物细胞有丝分裂简图。
二.实验原理:
(1)在高等植物体内,有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的,因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
(2)染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色,通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体(或染色质)的存在状态,就可判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期,进而认识有丝分裂的完整过程。
(3)细胞的分裂具有独立性:同一组织的不同细胞,在同一时间内可处于细胞周期的不同分裂时期。
三.实验步骤:
(1)洋葱根尖培养:课前3-4d,将洋葱放在盛满清水的广口瓶上,让底都接触水,放置温暖处,待根长至5cm时取用。
(2)制作临时装片 (解离→漂洗→染色→制片)

(3)观察:先用低倍镜观察,找到分生区。分生区细胞的特点是细胞呈正方形,排列紧密。然后把观察目标移到视野中央,再换高倍镜观察有丝分裂各个时期的细胞图像。

知识点拨:

1、制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键有以下几点:
(1)剪取洋葱根尖材料时,应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间;
(2)解离时,要将根尖细胞杀死,细胞间质被溶解,使细胞容易分离;
(3)压片时,用力的大小要适当,要使根尖被压平,细胞分散开。
2、操作要点
(1)解离:
①通过解离将细胞杀死,使细胞停留在不同的分裂时期。
②解离的目的是使组织细胞相互分离开。
③解离时间不宜过长或过短:过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏;过短使根尖细胞解离不充分,不能相互分离开。
(2)漂洗:漂洗一定要彻底,防止残留的解离液继续破坏细胞,同时盐酸也影响染色和腐蚀镜头。
(3)染色:染色液的浓度和染色时间必须掌握好,应注意染色不能过深,否则镜下一片紫色,无法观察。
(4)压片:用力要恰当均匀,过重可能将组织压烂' 过轻则不能将细胞分散开。
(5)显微镜下观察的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化,若视野中找不到某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域中找。
知识拓展:

1、“酒精”在不同实验中的作用:
(1)体积分数95﹪的酒精:与质量分数15%的HCI 溶液按1:1的体积比混合作解离液,用于观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验。
(2)体积分数50﹪的酒精:检测生物组织中(如花生子叶切片)脂肪实验中,用于洗去苏丹Ⅲ染色剂染色后切片上的浮色。
(3)无水乙醇:叶绿体中色素提取与分离实验中用作色素提取剂。
(4)质量分数70%的酒精:常用作实验材料或消毒剂。
2、与细胞分裂有关的细胞器:
细胞器名称 细胞类型 时期 生理作用
核糖体 动物、植物 整个时期,但是主要是间期 各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的其他蛋白质)的合成
中心体 动物、低等植物 前期 纺锤体的形成
高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成
线粒体 动物、植物 整个时期 提供能量


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